[发明专利]在设备移动过程中获得三维俯视全景图的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别是涉及在设备移动过程中获得三维俯视全景图的方法及装置。

背景技术

全景图是360度视角的全观图像，用于虚拟现实浏览，把二维的平面图模拟成真实的三维空间，通过广角的表现方式尽可能多地表现出周围的环境，呈现给观看者。近年来，全景图的应用越来越广泛，特别是在设备(例如车辆、机器人等)行驶过程中，通过获得设备周围的全景图，可以消除设备行驶过程中的观察盲区，保证行驶安全。

为了在设备行驶过程中获得全景图，现有技术中，一般需要在设备上安装4-6个摄像头，调整每个摄像头的安装视角，保证每两个相邻的摄像头的视角有一定的重合，对每个摄像头进行校准，获取摄像头的参数，包括：焦距、光心等内部参数，以及安装高度、三维安装角度等外部参数。在拍摄过程中，根据摄像头的参数对每个摄像头采集的图像进行规范化处理，包括几何畸变消除、三维变换观察视角等处理，然后将规范化处理后的图像进行图像拼接，获得环视全景图或俯视全景图。

采用上述方法虽然可以获得全景图，但是需要在设备上安装多个摄像头，导致校准工作复杂，安装成本较高，难以得到较好地推广应用。

发明内容

本发明实施例公开了一种在设备移动过程中获得三维俯视全景图的方法及装置，用以解决现有三维俯视全景图获取方法存在的校准工作复杂，安装成本较高的问题。技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种在设备移动过程中获得三维俯视全景图的方法，应用于具有图像采集器的目标设备，所述方法包括：

获取当前使用的图像采集器当前时刻采集的目标图像，并将所述目标图像转换为目标三维环境俯视图，其中，所述目标图像为所述目标设备行进方向视角的图像；

将所述目标三维环境俯视图与已保存的上一幅三维俯视全景图进行比较，确定所述目标三维环境俯视图与所述上一幅三维俯视全景图的匹配关系，其中，所述上一幅三维俯视全景图中显示有预先获得的所述目标设备自身的三维俯视图像；

根据所述匹配关系，将所述目标三维环境俯视图与所述上一幅三维俯视图进行图像拼接，获得当前三维俯视全景图的初始图；

根据所述匹配关系，确定所述目标设备当前位置相对于所述上一幅三维俯视全景图中目标设备位置的位移；

根据所述位移，在所述初始图中将目标设备自身的三维俯视图像移动到相应位置，获得最终的当前三维俯视全景图并保存。

可选的，所述将所述目标图像转换为目标三维环境俯视图的步骤，包括：

根据预先保存的目标图像像素点与目标三维环境俯视图像素点的对应关系，从所述目标图像的像素点中，确定所述目标三维环境俯视图的每一像素点对应的像素点，得到所述目标三维环境俯视图。

可选的，所述目标图像像素点与目标三维环境俯视图像素点的对应关系的计算方式，包括：

获取所述图像采集器的内部参数；

根据所述内部参数及图像标定板，计算所述图像采集器的外部参数；

根据所述内部参数和所述外部参数，计算从所述目标图像的像素点变换到所述目标三维环境俯视图的像素点的变换矩阵。

可选的，所述将所述目标三维环境俯视图与已保存的上一幅三维俯视全景图进行比较，确定所述目标三维环境俯视图与所述上一幅三维俯视全景图的匹配关系的步骤，包括：

确定所述上一幅三维俯视全景图中的第一特征点；

从所述目标三维环境俯视图中确定与所述第一特征点匹配的第二特征点；

根据所述第一特征点与所述第二特征点的位置关系，确定所述目标三维环境俯视图与所述上一幅三维俯视全景图之间的旋转平移矩阵。

可选的，所述根据所述匹配关系，将所述目标三维环境俯视图与所述上一幅三维俯视图进行图像拼接，获得当前三维俯视全景图的初始图的步骤，包括：

确定所述目标三维环境俯视图与所述上一幅三维俯视图的重复部分及非重复部分；

将所述目标三维环境俯视图与所述上一幅三维俯视图的重复部分的像素点灰度值进行加权处理；

根据所述旋转平移矩阵，将所述目标三维环境俯视图与所述上一幅三维俯视图的非重复部分拼接至所述上一幅三维俯视图，获得当前三维俯视全景图的初始图。

可选的，所述根据所述匹配关系，确定所述目标设备当前位置相对于所述上一幅三维俯视全景图中目标设备位置的位移的步骤，包括：

根据所述旋转平移矩阵，确定所述目标设备当前位置相对于所述上一幅三维俯视全景图中目标设备位置的位移。

可选的，所述目标设备为车辆；